任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法在物理化學(xué)的應(yīng)用

時間:2022-07-09 09:28:06

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任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法在物理化學(xué)的應(yīng)用

摘要:針對物理化學(xué)課程概念多、公式多,理論性強、系統(tǒng)性強、邏輯性強的特點,以及學(xué)生數(shù)理知識不扎實且自學(xué)能力較差的現(xiàn)狀,根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo),從課程體系的設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容的選擇、教學(xué)方法的設(shè)計、考核方式的改革等方面,探討任務(wù)驅(qū)動式物理化學(xué)教學(xué)方法改革,在完成任務(wù)、解決問題的同時,促進學(xué)生自主探究,解決物理化學(xué)“難教難學(xué)”的問題。

關(guān)鍵詞:任務(wù)驅(qū)動;物理化學(xué);教學(xué)實踐

一、緒論

物理化學(xué)是根據(jù)物理學(xué)的原理和方法,運用數(shù)學(xué)手段探討化學(xué)反應(yīng)一般規(guī)律的科學(xué),主要解決反應(yīng)的能量、方向、限度和速度等問題,它所涉及的熱力學(xué)、動力學(xué)、膠體和大分子溶液等內(nèi)容。作為醫(yī)藥專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程,物理化學(xué)在藥物合成路線的設(shè)定、合成工藝的制定、提純方法的選擇及劑型設(shè)計等相關(guān)研究方面都有重要的指導(dǎo)意義。物理化學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和科學(xué)素養(yǎng)有著不可替代的作用,然而,物理化學(xué)理論性強,內(nèi)容抽象,條件、概念、公式及計算都非常多,所需的數(shù)學(xué)和物理知識多,學(xué)生普遍感到難學(xué)、乏味。為了解決物理化學(xué)難教難學(xué)的問題,近年來,我們根據(jù)各專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),采用任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法,取得了良好的教學(xué)效果。任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法起源于美國教育家杜威(JohnDewey)提出的“l(fā)earningbydoing”的教育模式[1],提出學(xué)生在解決問題的過程中構(gòu)建起自己的知識體系。1979年,印度教育學(xué)家Prabhu[2]將任務(wù)設(shè)計應(yīng)用于語言教學(xué)實踐,他在1983年正式提出“任務(wù)驅(qū)動教學(xué)”的概念,并在教學(xué)大綱中明確將任務(wù)設(shè)計列為主要的教學(xué)活動。另一位比較有影響的人物是意大利教育家JaneWillis[3],她在1996年的專著《AFrameworkforTask-BasedLearning》一書中,將任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)分為任務(wù)介紹、任務(wù)執(zhí)行、任務(wù)解決和再練習(xí)等三個階段。20世紀(jì)90年代,我國開始任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)研究,起初主要應(yīng)用于語言及信息技術(shù)教學(xué)領(lǐng)域,隨著任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式的推廣,人們逐漸認(rèn)識到任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式的突出優(yōu)勢,其應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸從語言拓展到化學(xué)學(xué)科,并形成了一些理論和實踐經(jīng)驗。例如,於祥的“任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法在有機化學(xué)實驗教學(xué)中的探索與實踐”[4]、彭玉龍的任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在醫(yī)用化學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用[5]、李芳蓉的基于“項目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法的分析化學(xué)教學(xué)改革的思考[6]等。目前,任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)在化學(xué)中的應(yīng)用主要集中于實驗教學(xué),對于理論性較強的物理化學(xué),任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)方法尚少有報道。

二、任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)在物理化學(xué)中的應(yīng)用

(一)分析培養(yǎng)目標(biāo),設(shè)計教學(xué)任務(wù)

綜合近年來的研究和實踐,任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)大體包括任務(wù)設(shè)計、任務(wù)呈現(xiàn)、任務(wù)完成和任務(wù)總結(jié)等四個階段[7-8]。在任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法中,需要把教學(xué)內(nèi)容設(shè)計成一個或多個具體任務(wù),通過一系列指定任務(wù)的完成實現(xiàn)總體教學(xué)目標(biāo)。任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)的學(xué)習(xí)目標(biāo)明確具體,有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情,提升學(xué)生自主解決問題的能力[9]。我們嘗試性地在前人工作的基礎(chǔ)之上改進了任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)模式,使其更加符合物理化學(xué)課堂教學(xué),從而提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和效果。任務(wù)是教師根據(jù)專業(yè)要求和學(xué)生實際選擇的能促進學(xué)生掌握知識、提升能力的一系列問題,該問題貫穿在整個教學(xué)過程中,可以滿足不同層次水平學(xué)生學(xué)習(xí)的需求。明確教學(xué)任務(wù)和要求,才能做到教與學(xué)的有的放矢。首先通過文獻調(diào)研、問卷調(diào)查、訪談等方式研究專業(yè)對物理化學(xué)課程的要求,了解學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)化學(xué)的認(rèn)知程度,根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)方案,進行教學(xué)重點的取舍。教學(xué)重點確定后,便可根據(jù)課程的知識體系進行教學(xué)任務(wù)分解和案例設(shè)置,按照周教學(xué)模式提出學(xué)習(xí)目標(biāo)。教學(xué)內(nèi)容的選擇是任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)設(shè)計的基礎(chǔ)。物理化學(xué)涉及的領(lǐng)域廣泛,與各學(xué)科相互交叉滲透,不同專業(yè)對物理化學(xué)的要求不盡相同,需要根據(jù)各專業(yè)的特點來選擇教學(xué)內(nèi)容。例如對制藥專業(yè),藥物制備需要突出反應(yīng)方向的判斷、限度的計算以及藥物分離;而對于藥劑專業(yè),則需重點講授制劑中的相平衡、表面化學(xué)與膠體分散系。有針對性地選擇教學(xué)內(nèi)容可以使得物理化學(xué)符合專業(yè)需求,也更能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。在確定了個專業(yè)教學(xué)目標(biāo)的前提下,對每一章、每一個教學(xué)單元提出具體的教學(xué)任務(wù)。例如熱力學(xué)第一定律解決熱、功的計算,熱力學(xué)第二定律解決方向的判斷,化學(xué)平衡解決反應(yīng)的限度,等等。

(二)根據(jù)教學(xué)任務(wù),設(shè)計情景案例

任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式是將生產(chǎn)生活中的問題作為任務(wù)情境,通過引導(dǎo)學(xué)生達到學(xué)習(xí)目標(biāo)、獲取知識和技能的一種教學(xué)模式。教師通過問題引導(dǎo)整個教學(xué)過程,教學(xué)中創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境,圍繞教學(xué)重點提出目標(biāo)性大問題和解決目標(biāo)性問題而產(chǎn)生的小問題,用問題統(tǒng)領(lǐng)全課,實現(xiàn)學(xué)習(xí)過程就是解決問題的過程,以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如熱力學(xué)第二定律一章的任務(wù)目標(biāo)是過程方向的判斷,這是目標(biāo)性大問題,圍繞這個問題可以提出許多小問題,例如:(1)能夠自動進行的過程都是自發(fā)的,自發(fā)過程有哪些特征?(2)自發(fā)是不可逆的,其本質(zhì)是功、熱轉(zhuǎn)換的不可逆性,那么熱可以轉(zhuǎn)化為多少功?(3)如何根據(jù)卡諾定理引出熵和克勞修斯不等式?(4)熵判據(jù)只能判斷孤立系統(tǒng)的方向,而一個化學(xué)反應(yīng)往往發(fā)生在恒溫恒容或恒溫恒壓的封閉系統(tǒng)中,在這種情況下又怎么判斷方向?這樣就將整個熱力學(xué)第二定律用一個大問題和幾個小問題串聯(lián)起來,課程內(nèi)容更加完整系統(tǒng),重點得以突出,實用性得以強化。我們通過對復(fù)雜案例進行分解、簡化,建立了幾十個較為完善的物理化學(xué)教學(xué)案例,為任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)奠定了良好的基礎(chǔ)。例如,在反應(yīng)熱的計算單元,可以設(shè)置如下案例:“人類生產(chǎn)生活所需的能量主要來源于化學(xué)反應(yīng),例如碳、石油、天然氣的燃燒所提供,就連生物體生存所需要的能量也是靠葡萄糖、淀粉等物質(zhì)在體內(nèi)的氧化反應(yīng)來維持。因此,研究化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)具有非常重要的意義。何為反應(yīng)熱?如何計算反應(yīng)熱?反應(yīng)熱與溫度有何關(guān)系?如何利用一種溫度下的熱效應(yīng)計算另一溫度下的熱效應(yīng)?”再如,附加壓強單元可以設(shè)置如下案例:“靜脈注射時,要防止氣泡進入靜脈,因為氣泡能堵塞血液的流動,這種現(xiàn)象稱為氣體栓塞。問題1:血管中的血液流動與彎曲液面的附加壓力有何關(guān)系?問題2:在管徑不勻血管中,凹面液體和凸面液體的流動方向如何判斷?”

(三)任務(wù)呈現(xiàn),方法實施

我校物理化學(xué)為省級精品課程,網(wǎng)站內(nèi)容豐富,教學(xué)資源適時更新,課程平臺有教學(xué)大綱、教學(xué)視頻、課件、知識拓展、章測試、題庫、期末考試等內(nèi)容。教師通過課程網(wǎng)站、微信、QQ等智能終端提前布置教學(xué)任務(wù)和案例;學(xué)生通過閱讀教材、在線視頻、課件等資料進行課前自主學(xué)習(xí),相互討論,找出問題答案。課堂上,教師引導(dǎo)學(xué)生積極進行討論和探究,答疑解惑,講授重點難點,歸納總結(jié)知識點,幫助學(xué)生加深理解,訓(xùn)練學(xué)生分析、綜合、解決問題,培養(yǎng)學(xué)生知識遷移的能力和知識的應(yīng)用能力。課后,通過課程平臺或QQ、微信解決學(xué)習(xí)過程中的遺留問題,并進行知識、能力的鞏固與拓展。教師要對教學(xué)目標(biāo)的達成情況、教學(xué)中存在的問題及時反思,優(yōu)化教學(xué)方案,設(shè)計綜合性、探究性實驗,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)造性。

(四)任務(wù)評價與總結(jié)

任務(wù)評價及總結(jié)是任務(wù)驅(qū)動教學(xué)的最終環(huán)節(jié),通過評價可以增加學(xué)生的自我成就感,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動探究的意識,也可以通過評價找到短板不足和努力方向。任務(wù)評價主要有主觀評價和客觀評價。主觀評價分為學(xué)生自我評價、互相評價和教師評價三種方式,客觀評價主要是課程考核。為了合理評定學(xué)生的成績,物理化學(xué)課程考核采用形成性評價,增加了平時成績的比重,在期末考試中加入了任務(wù)完成情況的評價,如對藥學(xué)專業(yè)選擇藥物有效期預(yù)測,對生物制藥專業(yè)選擇物質(zhì)分離純化設(shè)計等考核內(nèi)容。考核項目包括:作業(yè)、單元測驗、期末考試、實驗等,單元測試實行開卷,做題過程可以討論。從各個角度了解學(xué)生對課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)情況,能較好地促進學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

三、任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)的實施效果

任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)在我校2015級至2018級藥學(xué)專業(yè)進行了實踐,以同年級中藥學(xué)作為對照,座談及期末考試發(fā)現(xiàn),這種教學(xué)方法用任務(wù)將課程與專業(yè)緊密地結(jié)合在一起,用任務(wù)完成引領(lǐng)教學(xué),增強了教學(xué)內(nèi)容的應(yīng)用性、系統(tǒng)性,有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性,學(xué)生們的問題解決意識顯著增強,團隊的合作意識和語言表達能力明顯提升。三年的實踐表明,任務(wù)驅(qū)動能夠使物理化學(xué)的教學(xué)輕松愉快。

作者:馬麗英 張懷斌 王雷 董秀麗 王春華 單位:濱州醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院